前言
我国是发酵法生产大宗生化品的大国,是名副其实的“世界工厂”。如氨基酸中的谷氨酸、赖氨酸等,有机酸中的柠檬酸和葡萄糖酸发酵生产量毫无疑问地高居世界第一;淀粉、结晶葡萄糖、麦芽糖、低聚糖的生产量也同样占世界首位,果糖的生产量虽然现在位居第二,但超过美国只是时间问题。这些大宗生化品的生产,如果技术不进步,会持续地对环境造成很大影响,并耗费大量的资源和能源。希望科学和技术的不断进步,可以尽快减少这些不良的影响而造福中国社会。工业生物技术是其中重要的寄托,而酶制剂又是其中最重要的一环。
虽然关于酶制剂的有关书籍和文章不少,但有时工业酶的概念还是不很清楚,本书所指的工业酶是指医药用酶之外的工业规模用酶,包括食品用酶等。工业酶制剂的应用很广泛,本书不试图涵盖工业酶的广泛应用,而着重于在几种重要的大宗化学品的生产上酶制剂的应用。在具体介绍不同应用之前,第一章先简单介绍工业酶近期的发展情况,特别是市场状况和未来的展望。在第二章中介绍由于分子生物学和生物信息学的快速发展和大通量筛选等工具的进步,使工业酶的发现、发展和生产都有相应很快的发展。虽然有关纤维素转化的研究非常多,但如今大宗生化品的生产原料仍来源于淀粉。第三章介绍了淀粉生产,叙述了如何应用酶制剂来提高提取效率并减少能量的使用和对环境的影响。葡萄糖是生产绝大多数生化品的底物,糖浆质量的好坏直接影响到下游发酵的转化,因此第四章单独讨论葡萄糖的生产,可为下面各章打下良好的基础。果糖的发展是中国近两年淀粉深加工中最快的一个,然而工厂设计、生产和用酶情况还有待大大提高。第五章结合我国现状提出改进的机会和具体措施。我国是麦芽糖和低聚糖等功能糖的生产大国,第六章新型酶制剂的出现带来了新的功能糖,或对现有的功能糖生产有所改进。在第七章中,主要介绍生料制糖对特殊糖醇生产过程的影响和麦芽糖醇的生产要点。第八章介绍了一代和二代酒精生产的现状和进步。第九章则介绍新型酶制剂在传统的白酒和黄酒上的新应用。第十章介绍了主要有机酸的发酵和酶法生产。第十一章介绍了氨基酸发酵生产和小品种氨基酸的酶法生产。最后一章较详细地介绍了现代分析对大宗生化品生产和研发过程中的指导作用。
参编作者的具体分工如下:前言由段钢编写;第一章由段钢、姜锡瑞编写;第二章由段钢、姜锡瑞编写;第三章由段钢、钱莹编写;第四章由钱莹、张晓萍、段钢编写;第五章由段钢、张晓萍编写;第六章由钱莹、张晓萍、段钢编写;第七章由段钢、钱莹编写;第八章由许宏贤、段钢编写;第九章由姜锡瑞编写;第十章由姜锡瑞、许宏贤编写;第十一章由许宏贤、王欣、周鹏、段钢编写;第十二章由张晓萍、刘佳、钱莹编写。
在本书完成之际,首先感谢姜锡瑞先生的协调,这么多年的帮助和鼓励,没有他的不懈努力,本书不可能成文。同时也由衷感谢本书其他作者,我的同事钱莹、许宏贤研究员,张晓萍博士,王欣,周鹏,刘佳等在非常繁忙的工作外,利用业余时间和假期来完成本书的相应章节。除了提到的每章作者外,周红伟、刘飞、陆冬佳等同事也对本书的一些内容有特殊贡献,在此表示感谢。特别感谢作者家人的理解、支持、忍耐和鼓励!
本书主要集合了作者的最新研究成果,同时也包括行业理论和实践的进步。然而当今世界发展很快,书籍和文章的书写总是赶不上变化,但我们还是要在适当的时间停下来总结,以达到温故知新的目的。
由于时间仓促、知识和经验有限,疏忽和错误难免,希望专家和读者能多提宝贵意见(gang.duan@dupont.com),也可反馈给编辑部(jiangjuan1982@sina.com),如果将来有机会再版,则可更新和更正。非常希望本书的一些观点能为行业的进一步发展和提高有所贡献。
段钢
2013年9月